ÁLLÍTÁS: Annak a hősi időszaknak, ami 1962-ben kezdődött, vége. ( Közbevetés: A LED betűszó ismereteim szerint meghonosodott, jelentése közismert, a továbbiakban.

Az előadások a következő témára: "ÁLLÍTÁS: Annak a hősi időszaknak, ami 1962-ben kezdődött, vége. ( Közbevetés: A LED betűszó ismereteim szerint meghonosodott, jelentése közismert, a továbbiakban."— Előadás másolata:

1

2 ÁLLÍTÁS: Annak a hősi időszaknak, ami 1962-ben kezdődött, vége. ( Közbevetés: A LED betűszó ismereteim szerint meghonosodott, jelentése közismert, a továbbiakban kisbetűvel, kötőjel nélkül, egyszerű főnévként fogom használni.) Az 1962-es dátum fontos. Állításomat egy tapasztalati és egy hivatalos ténnyel igazolom.

3 Ekkor született a LED Nick Holonyak Jr., az első látható, vörös fényt kibocsátó dióda, a led működését bejelentő tanulmányát 1962-ben közölte az Applied Physics Letters szakfolyóirat, társszerzője S. F.Bevacqua volt. Nem Nobel díjas! ( Kissé meg is sértődött. )

4 A hivatalos tény : a 2014. évi fizikai Nobel díjat a kék led megalkotásáért osztották ki három japán kutató között megosztva. Isamu Akasaki Született: 1929, Chiran, Japan A Meijo University, Nagoya, és Nagoya University, Nagoya professzora. 1973-tól foglalkozik a nitrid anyagokkal, Az 1980-as évek közepétől, már Amano-val közösen, sikerült jó minőségű GaN kristályt előállítani. 1989 és 1990 során a rekombináns foton keltés hatásfokának növelése már az indukált foton kibocsátást is lehetővé tette, ami az ibolya színű LD ( lézer dióda ) és kék színű led előállítását eredményezte. Az 1990-es évek második felében az ibolya és a kék LD-k fejlesztésével foglalkozott.

5 Hiroshi Amano Született: 1960, Hamamatsu, Japan Nagoya University, Nagoya, Japan Kristálynövesztéssel ( GaN ) illetve epitaxiális rétegek növesztésével foglalkozott. Az anyagszerkezeti kutatásokat főleg a kék és ibolya LD-k fejlesztésére használta. 2014. évi fizikai Nobel díj, 1/3

6 Shuji Nakamura Született: 1954, Ikata, Japan 1999-től a University of California, Santa Barbara, CA, USA-ban dolgozik 1980-as évek végén és az 1990-es évek elején a Nichía (Tokushima) nevű cégnél kidolgozta a GaN alapú LED-k gyátását. A Nichia eredetileg finom vegyszerekkel és fényporok gyártásával foglalkozott 1993-ban készítette el a nagy fényerejű kék ledet, amelyet megfelelő sárga fényporral bevonva a kék fény egy részét átalakítva, fehér fényt állított elő 1997-ben. 2014. évi fizikai Nobel díj, 1/3

7 A tapasztalati tény: Hét—nyolc évvel ezelőtt a Kutatók Éjszakája rendezvényen egy este majd kétezer ledet osztogattunk szét a gyerekek között, míg legutóbb már csak kb kétszáz led fogyott. Volt lelkesedés, érdeklődés, de már nem akkora.

8 2013-ban dr. Szabó Zoltán szívességéből

9 A bizonyítás utolsó érve: A szabványkörnyezet is nagyrészt kialakult, amiben a VTT munkája is megjelent. Schwarcz Péter úr közlése szerint. Q. e. d.

10 Emlékeztető: Mióta működnek, illetve használjuk fényforrásainkat – Nap  4,7 milliárd ( 4,7x10 9 ) éve – Tűz  durva becslés szerint 100’000 éve – Izzólámpa  alig több, mint 100 éve – Fénycsövek  kb 50 éve – Ledek  alig több, mint 10 éve

11 Ha a ”p-n” átmenetben megfelelő irányú külső térrel egymás felé mozdítjuk a töltéshordozókat, az elektron „belepotyog” a lyukba, a gap- nek megfelelő energia felszabadul. Ezt rekombináció –nak hívjuk. PN Ez az energia fordítódhat a kristály melegítésére, de bizonyos valószínűséggel foton is keletkezhet, aminek energiája, vagyis a színe megfelel a gap-nek. Elevenítsük fel a led működését.

12 A négy tudós eredménye: Ha a fotonkeltés valószínűsége elég nagy, készen van a LED. Ha gap nagysága megfelelő, készen van a kék LED Ha a megfelelő fényport használjuk, készen van a fehér fény. Merthogy fehér led egyenlőre nincs. Igen jó hatásfokú kék led van, az energia átalakítás hatásfoka már jóval 50% fölött lehet. A fényporok hatásfoka 70— 80% körüli, így a fehér fényt sugárzó ledek energia hatásfoka közeledik az 50%-hoz. Világítástechnikai egységekben kifejezve ez kb. 180—200 lumen/W-t jelent. A teljes, 100%-os átalakítás színárnyalattól függően 360—400 lumen/W fényhasznosítást jelentene. A hagyományos izzóé kb. 13 lumen/W

13 A vízszintes tengelyen a hullámhossz nm egységben van, a függőleges tengelyen a fényintenzitás 1-re normálva. A kék színű görbe egy ………….. kék led spektruma, a fehér színű görbe egy ………….„hideg fehér” led spektruma, A sárga színű görbe egy …………„meleg fehér” led spektruma Figyeljük meg, hogy az 500 nm-nél hosszabb hullámhosszakat a fénypor állítja elő.

14 A gödöllői HÉV vonal útátjárója

15 Hogy lássuk a fejlődést, néhány általánosítás: 1.,Korlátlan növekedés -> exponenciális görbe Példa : robbanás

16 2., Korlátos növekedés -> telítési jelenség Példa: baktérium tenyészet növekedése edényben A kettő valójában ugyanaz. A fenti, korlátlan növekedés előbb- utóbb korlátossá válik. Nagyobb időskálán a korlátos növekedés ugrásfüggvénynek látszik, trigger hatásnak érezzük. Majd minden technikai és gazdasági folyamat ehhez a második esethez hasonló görbék mentén növekszik, főleg életciklusának első részében. A teljesítmény ledek hatásfoka, elterjedtsége, stb. nagyon hasonló módon változik, habár az időskála minden esetben más egy kicsit. []

17 Az általános görbékre igen jó példa a ledek fényhasznosításának fejlődése.

18 Jelentősége. Durván 20 év munkája volt, hogy célirányos fejlesztéssel előálljon a fehér fényű fényforrás, de utána szinte robbant. 1997-ban készült el a „fehér LED”, és 2000-ben már a gödöllői HÉV vonal közúti átjáróinak villogó fehér jelzőlámpáiban Taiwanon tokozott Nichia gyártmányú fehér ledek kerültek. Azóta is üzemelnek. A világ elektromos energia termelésének kb. 15—18%-át fordítják világításra. Ez évente nagyon sok milliárd dollár. A ledek alkalmazása igen komoly megtakarítást jelenthet. A jól tervezett és jól üzemeltetett led fényforrások fényhasznosítása jelenleg 70—110 lumen/W, és folyamatosan növekszik. Várhatóan 4-8 év múlva 180— 250 lumen/W-nál tetőzni fog.

19 Led és led közötti különbség Nézzünk rossz ledet is! Elsősorban a saját mérésnek hiszek.

20 Meglepetés: nem találtam rossz telepítésről fényképeket! Pedig van rossz telepítés: álmennyezetbe, hőszigetelésbe besüllyesztett lámpatest ledjeinek élettartama 1 év alá is csökkenhet. Zárt búrába betekert ledes izzópótló élettartama kevesebb lehet az izzóénál. A lámpatest maga is lehet nem megfelelően méretezett: kültéri, zárt lámpatest 15 W-nál nagyobb betáplált teljesítménynél ne legyen műanyagból.

21 Ledes és hagyományos fényforrás éjszaka. Figyeljük meg a színeket. Jó példát találtam.Próbaüzem Tihanyban.

22 Átléptünk a megkerülhetetlen gazdaságossági kérdésekbe. 1.A ledes világításban elsősorban nem a led ára lényeges, hanem amit megkövetel a jó működésért. –hőelvezetés, védelem, optika -> mechanikai kivitel –meghajtás, hatásfok -> elektronika 2.Alkalmazási környezet kicsi gondozási igény hosszú élettartam Jó hatásfok Előnyös alkalmazási helyek felsorolása a a teljesség igénye nélkül Híd Alagút Járműfedélzet Jelzőfények Gazdálkodó szemmel viszont megfontolnám, hogy az előző világítástechnikai beruházás megtérült e?

23 Megszívlelendő: A felhasználó ne csodát várjon, hanem fényt, amit ellenőrizhető gyártótól és képzett kivitelezőtől kaphat meg. Így lesz esély rá, hogy ne kelljen led általi elsötétítésről beszélni. »( Idézet általam nem ismert szerzőtől.)

24 Nagyon új jelenség a kvantum pötty (quantum dot) LED, ahol a fehér fényt egy meghatározott méretű és anyagú nanokristályos anyag ( kadmium selenid ) állítja elő, vagy kék LED fényének gerjesztésére, vagy saját vezetése által gerjesztve. Annyira új, ( fehér fényt 2005 végén állítottak elő először a Vanderbilt University-n ) hogy keveset tudok róla. Szélesebb spektrumban bocsát ki fényt, tehát várhatóan jobb lesz a színvisszaadási indexe. –Meg kell még említeni az OLED-et, ami szintén rohamosan fejlődik. Valószínűleg a kijelzőknél lesz nagy szerepe, 2015-ben kb 400 M$-ra becsülik a forgalmát –Érdekes megoldásokat tesz lehetővé a külső fénypor alkalmazása, úgy látom, terjedőben van. Segítséget ad a hőmérséklet kezelésében.

25 Végül szárnyaljon a fantázia!

26 Irodalomwww.vilagitas.orgwww.vilagitas.org www.percept.hu Gyártói honlapokwww.cree.comwww.cree.com www.luxeon.com www.zled.com Szakdolgozatok Varga Károly, Mérési módszer kifejlesztése LED-ek ellenőrző vizsgálatához 2003Szakdolgozat Takács Gábor, LED alapú világítás 2007 Szakdolgozat Fizikai paraméterek mérése ELTE TTK Szilárdtestfizikai tanszék, Világítódióda lámpatestek fejlesztése 2002-2004 Kutatói jelentések Schanda J, Muray K, Kránicz B. LED Colorimetry

27 Világítástechnikai jegyzetek és könyvek: Poppe Kornélné: Világítástechnikai eszközök, és rendszerek I. Jegyzet Dr. Borsányi János – Várkonyi László : Világítástechnikai eszközök, és rendszerek II. Jegyzet Poppe Kornélné - Dr. Borsányi János : Világítástechnika I. Jegyzet Arató András - Dr. Borsányi János – Dr. Kovács Károly – Dr. Majoros András –Molnár Károly: Világítástechnika II. Jegyzet Gergely Pál szerkesztésében Gyakorlati világítástechnika Műszaki könyvkiadó 1977

28 Jelzőlámpa gyártás

29